Спеціальні електромеханотронні перетворювачі
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Код дисципліни: 6.141.06.E.104
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: доцент Біляковський Ігор Євгенович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальні компетентності:
• Здатність спілкуватися іноземною мовою.
• Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
• Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми.
• Здатність працювати в команді.
• Здатність працювати автономно.
• Здатність реалізувати свої права і обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократично-го) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в Україні.
фахові компетентності:
• Здатність вирішувати практичні задачі із застосуванням систем автоматизованого проектування і розрахунків (САПР).
• Здатність вирішувати практичні задачі із залученням методів математики, фізики та електротехніки.
• Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з роботою електричних систем та мереж, електричної частини станцій і підстанцій та техніки високих напруг.
• Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами метрології, електричних вимірювань, роботою пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики.
• Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами виробництва, передачі та роз-поділення електричної енергії.
• Здатність розробляти проекти електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного устаткування із дотриманням вимог законодавства, стандартів і технічного завдання.
• Здатність виконувати професійні обов’язки із дотриманням вимог правил техніки безпеки, охорони праці, виробничої санітарії та охорони навколишнього середовища.
• Усвідомлення необхідності підвищення ефективності електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного устаткування.
• Усвідомлення необхідності постійно розширювати власні знання про нові технології в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці.
• Здатність оперативно вживати ефективні заходи в умовах надзвичайних (аварійних) ситуацій в електроенергетичних та електромеханічних системах.
Фахові компетентності професійного спрямування
• уміння ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу електромехатронних пристроїв і перетворювачів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання;
• уміння аргументувати вибір методів розв’язування спеціалізованих задач, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення;
• уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, зумовлені проблемами сталого розвитку, впливом на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності.
Результати навчання: • Знати і розуміти теоретичні основи метрології та електричних вимірювань, принципи роботи пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики, мати навички здійснення відповідних вимірювань і використання зазначених пристроїв для вирішення професійних завдань.
• Знати принципи роботи електричних машин, апаратів та автоматизованих електроприводів та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності.
• уміння ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу електромехатронних пристроїв і перетворювачів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання.
• уміння проектувати електромехатронні пристрої і перетворювачі з урахуванням усіх аспектів поставленої задачі, включаючи створення, налагодження, експлуатацію, технічне обслуговування та утилізацію.
• уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, зумовлені проблемами сталого розвитку, впливом на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності.
• Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Теоретичні основи електротехніки;
• Електричні машини;
• Промислова електроніка і перетворювальна техніка;
• Електромеханотронні перетворювачі систем автоматики.
Короткий зміст навчальної програми: В навчальній дисципліні розглянуті спеціальні електромеханотронні перетворювачі (СЕМТП) та аналіз їх складових - СЕМП на основі поєднання і узагальнення знань з основ мехатроніки, теоретичної механіки, електротехні-ки і класичного курсу електричних машин. Показані методи математичного опису як окремо взятих електромеханічних перетворювачів так і в складі СЕМТПТ, та способи визначення найважливіших характеристик основних типів СЕМП, у закономірному зв’язку з структурою і конструкцією спеціаль-них електромеханотронних перетворювачів.
Опис: 1. Електронні та електромеханічні компоненти спеціальних електромеханотронних перетворювачів.
1.1. Складові СЕМТП, електронна і електромеханічна, та їх призначення. Механічні та електричні інтерфейси, сенсори та давачі.
1.2. Огляд систем регулювання та стабілізації швидкості обертання СЕМП. Імпульсні регулятори. Класифікація, характеристики.
1.3. Електронний захист від перевантажень та струмо-обмеження. Приклади застосування.
1.4. Системи стабілізації параметрів живлення СЕМПТ. Драйвери, електронні комутатори.
1.5. Електронні перетворювачі AT-DC, DC-DC, DС-АТ.
Приклади застосування.
2. Електромеханічні компоненти спеціальних ЕМТП та їх моделі.
2.1. Відмінності мехатронного і традиційного підходів до проектування і виготовлення модулів ЕМТП. Суть мехатронного підходу до проектування СЕМП.
2.2. Недоліки класичної те¬орії ЕМП (електричних машин - ЕМ); багатотипність електро¬меха¬нічних перетворювачів енергії (ЕПМ) та їх класифікація; необхідність узагальнених методів аналізу ЕПМ; їх суть.
2.3. Енергетичні функції, їх похідні та рівняння стану.
2.4. Фізична модель узагальненого ЕМП обертового типу. Узагальнена фізична модель, її ідеалізація.
2.5. МРС та магнітне поле УЕМ.
3. Рівняння стану неявно¬полюсної ЕУЕМ в координат¬ній системі ротора.
3.1. Рівняння неявнопо¬люсної ЕМ у фазних координатах статора і ротора.
3.2. Рівняння УЕМ в єдиній координатній системі статора.
3.3. Рівняння УЕМ в єдиних координатах ротора.
3.4. Рівняння явнополюсної УЕМ у фазних координатах статора і ротора.
4. Рівняння стану явнопо¬люсної ЕУЕМ.
4.1. Рівняння стану явнополю¬сної ЕУЕМ з змішаних фазних координатах статора-ротора, матриця індуктивностей. Лінійні перетворення в УЕМ.
4.2. Дійсні dq-перетворення явнопо¬люс¬ної УЕМ.
4.3. Характерні приклади використання дійсних d , q - перетворень.
4.4. Дійсні х, у-перетворення узагальненої ЕМ.
5. Комплексні перетворення в теорії ЕМ.
5.1. Комплексні перетворення N-m фазної ЕУЕМ методом симетричних складових для миттєвих значень.
5.2. Роль окремих симетричних ск¬ладових в електромеха¬ніч-ному перетворенні енергії.
Методи та критерії оцінювання: • захист РГР, усне опитування (10%);
• практичні заняття - усне опитування (20%);
• підсумковий контроль (70 %, іспит): письмово-усна форма (70%).
Критерії оцінювання результатів навчання: Методика розподілу та нарахування балів здобувачам вищої освіти регламентована Положенням про організацію та проведення поточного і семестрового контролю результатів навчання студентів Національного університету «Львівська політехніка».
Критерії виставляння балів та оцінок відображають фактичну кількість балів (екзаменаційна оцінка ПК+ЕК або Залікова оцінка), які отримані здобувачем освіти, переводиться в державну оцінку за встановленими критеріями, які показують результати навчання, здобуті уміння тощо.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Андрейко І. І., Біляковський І. Є., Денис Б. Д. Електричні мікромашини: У 2 т. — Т. 1: Електричні мікромашини постійного струму та мікротрансформатори. Навч. Посібник.-Львів, НУ «ЛП», 2007.
2. Брускин Д.Е., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины. М.:”Высшая школа”, 1990.
3. Штелтинг Г., Байссе А. Электрические микромашины.: Пер. с нем. - М.: Энергоатомиздат. 1991 - 229 с.
4. Столов Л.И., Афанасьев А.Ю. Моментные двигатели постоянного тока. - М.: Энергоатомиздат. 1989 - 224 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).